Der CO2-Mangel

13. Dezember 2022Keith Gribbins

CO2 ist sowohl ein Verarbeitungshilfsmittel als auch eine Zutat für Craft-Bier. Es wird in flüssiger Form gekauft und zumeist vor Ort wieder zu Gas erhitzt, um es zu verwenden. Bewerbungen gibt es zuhauf. CO2 kann zum Transport von Bier zwischen Tanks oder zur Karbonisierung des Endprodukts verwendet werden. Als fünfte Zutat wird überall im Weinkeller, in der Verpackungslinie und im Schankraum CO2 verwendet. Es wird zum Entleeren von Tanks, zum Entfernen von Sauerstoff vor dem Verschließen der Dosen und zum Drücken von Bier durch Leitungen zum Zapfhahn verwendet. Kim Brisson-Lutz, VP of Operations bei Maui Brewing Co., listet die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von CO2 in Hawaiis größter Handwerksbrauerei auf.

„Wir verwenden CO2, um den richtigen Druck in den Tanks für Prozessanwendungen aufrechtzuerhalten“, erklärte sie. „Wir nutzen es, um Bier oder Produkte von einem Tank in einen anderen zu transportieren. Wir verwenden es zur Karbonisierung von Produkten. CO2 wird zum Auswaschen von Sauerstoff verwendet, sofern dieser vor dem Verpacken vorhanden ist. Wir verwenden es zum Verpacken des Bieres in unserem Dosenfüller- und Keg-Offer-Betrieb sowie zum Vorspülen und Unterdrucksetzen von Geräten. Dann müssen wir die Brite-Tanks nach der Reinigung und Desinfektion vorspülen und in unserem Restaurant und Verkostungsraum Fassbier ausschenken.“

Wie in Teil 1 dieser Serie ausführlich beschrieben, kommt es aus mehreren Gründen immer häufiger zu regionalen CO2-Engpässen (lesen Sie hier alles darüber, warum). In Teil 2 werden wir besprechen, wo CO2 im Brauprozess eingesetzt wird, und wie Sie bereits sehen können, wird es überall eingesetzt.

Die Tankreinigung verbraucht oft mehr CO2 als jeder andere Kellerbetrieb. Brauer verwenden CO2, um Sauerstoff aus dem Kopfraum in Hellbiertanks zu entfernen und so den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in den fertigen Bierprodukten zu minimieren. Brauer könnten vor dem Trockenhopfen CO2 verwenden, um den Sauerstoff auszuspülen. CO2 wird auch verwendet, um Bier durch Leitungen zu transportieren und Gärtanks unter Druck zu setzen.

„Wir nutzen CO2 in unserem gesamten Prozess vom Brauen und Verpacken bis zum Servieren“, sagte Michael Meade, Braubetriebsleiter bei MadTree Brewing Co. in Cincinnati, Ohio. „Wir nutzen CO2 zum Spülen unserer Tanks, Kanister und Leitungen, um die Sauerstoffkontamination während unseres gesamten Prozesses zu verringern. Auch auf der Schankraumseite verwenden wir für unsere Zapfhähne ein CO2- und Stickstoffgemisch.“

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Bier mit Kohlensäure zu versetzen. Craft-Brauer verwenden möglicherweise einen Karbonisierungs- oder Diffusionsstein, der normalerweise in einem Brite-Bier-Gärtank zu finden ist (sieht so aus). Bei einem Kohlenhydratstein wird CO2 unter Druck durch einen hohlen Metallzylinder gepresst und tritt an der Außenseite in sehr kleinen Bläschen aus. Die winzigen Bläschen erzeugen eine große Oberfläche, die dabei hilft, CO2 schnell in das Bier aufzunehmen.

CO2-Profi-Tipp: Ok, Sie wissen wahrscheinlich, wie viel CO2 Ihre Craft-Brauerei verbraucht, aber wissen Sie auch, wie viel CO2 andere Brauereien verbrauchen? Wenn ein Nachbar weniger CO2 pro verpacktem Barrel verbraucht, könnten Ihre Prozesse das Problem sein. Es könnten Best Practices zum Teilen vorhanden sein. Vergleichen Sie die Nutzung!

Eine größere Handwerksbrauerei könnte ein Karbonisierungs- und/oder Mischsystem verwenden, das in der Linie installiert ist. Hierbei handelt es sich um den Prozess, bei dem CO2 in einer Flüssigkeit gelöst wird, während es von einem Gefäß in ein anderes gepumpt wird (z. B. von der Gärung in den Brite-Tank). Der Schwerpunkt dieser Systeme liegt auf hohen Volumina, genauer CO2-Sättigung, kurzen Prozesszeiten und möglicherweise auf Mischen.

Karbonisiergeräte wie dieses von Pentair leiten große Mengen Bier schnell durch Platten, sodass das Bier bei praktisch jeder Durchflussrate sofort die volle CO2-Sättigung erhält. Einheiten wie dieses Getränkemisch- und Karbonisierungssystem von Palmer Beverage Systems sind große Geräte mit Spitzentechnologie (wie dem patentierten SubCarb-Karbonator) und Optionen zum Mischen und Entlüften.

Beginnen wir mit dem Einmachen, Abfüllen und Abfüllen in Fässer. Ich empfehle dringend, diesen Artikel „Richtlinien für den sparsamen Umgang mit Kohlendioxid in der Brauerei“ der Brewers Association zu lesen:

„Beim Verpacken wird Kohlendioxid typischerweise zur Vorentleerung und Gegendruckbeaufschlagung von Flaschen, zum Unterlassen des Dosendeckels sowie zum Spülen und Gegendruckbeaufschlagen von Fässern verwendet. Einmachen, Abfüllen und Abfüllen in Fässer sind CO2-intensive Prozesse;Im Vergleich zum Abfüllen und Abfüllen in Fässer verbrauchen Konservenbetriebe besonders viel CO2.“

Bei der Konservenherstellung werden beispielsweise große Mengen CO2 verbraucht, bevor der Deckel verschlossen wird. Um eine Produktoxidation zu verhindern, wird nach dem Befüllen der Dose und kurz vor dem Verschließen eine große Menge CO2 verwendet, um Sauerstoff aus dem Kopfraum zu entfernen. Genießen Sie diesen CO2-Tunnel auf einer Wild Goose Filling-Konservenlinie. Ich finde es seltsam beruhigend:

Gegendruck ist die Verwendung von Kohlendioxid, um die Schaumneigung des Bieres zu überwinden. Es wird in verschiedenen Brauereien verwendet, einschließlich der Konservenherstellung und Abfüllung. Einige Systeme, wie diese Twin Monkey Mancos CP-Konservenmaschine, verwenden CO2, um den Kohlendioxidgasdruck beim Befüllen der Dose oder Flasche konstant zu halten. Erleben Sie es in Aktion:

Damit das Bier reibungslos durch diese Zapfhähne fließt, verwenden Zapfsysteme unter Druck stehendes CO2 (und möglicherweise eine Nitromischung für längere Stöße), um das Bier aus dem Fass in die Bierleitung, zum Zapfhahn und in ein Glas zu drücken. Wenn Sie das nächste Glas Bier einschenken, denken Sie darüber nach, wie viel CO2 wirklich für die Herstellung dieses Pints ​​benötigt wurde.

Das hängt alles von der Größe der Brauerei und ihrem Betrieb ab.

„Es gibt wahrscheinlich eine ganze Menge wirklich kleiner Brauereien, die im Grunde genommen etwas kaufen, was ich einen Spotmarkt nenne“, erklärte Chuck Skypeck, Direktor für technische Brauprojekte bei der Brewers Association. „Vielleicht kaufen sie 50-Pfund-Flaschen, wenn sie sie brauchen, wissen Sie, ohne Vertrag. Sobald Sie etwas größer werden, befinden Sie sich wahrscheinlich in einer Situation, in der Sie ein oder zwei Dewargefäße verwenden. Ich denke, bei den meisten Verträgen werden Sie feststellen, dass diese Dewar-Gefäße geleast und nicht gekauft werden, was ein ziemlich typischer Vertrag ist, wenn Sie die Tankausrüstung des Anbieters nutzen. Und dann werden sich natürlich auch größere Brauereien dazu durchringen, möglicherweise einen eigenen Tank zu besitzen und andere Vertragsvereinbarungen zu treffen. In der Branche gibt es viele Unterschiede.“

Wo die Tanks platziert werden, hängt von der Brauerei ab.

„Wir haben unseren CO2-Großtank direkt außerhalb unseres Produktionsgebäudes aufgestellt und verfügen über einen einfachen Zugangspunkt zum Nachfüllen in großem Umfang“, sagte Meade. „Es befindet sich in einem Bereich, der nur begrenzt für die Öffentlichkeit zugänglich ist, aber daneben gibt es eine Fahrspur, so dass das Nachfüllen nicht durch Wartungsarbeiten unterbrochen wird. Wir haben einen 30-Tonnen-CO2-Tank und unser monatliches Volumen beträgt etwa 3,5 Tonnen pro Monat.“

„Die meisten Brauereien verfügen über Versorgungsflächen oder Bereiche, in denen sie Geräte wie Kessel, Luftkompressoren und CO2-Tanks installieren“, bemerkte Brisson-Lutz. „Je nach Grundriss oder Größe der Anlage können CO2-Tanks drinnen oder draußen gelagert werden. Wir lagern unseren CO2-Tank draußen [die Brauerei hat ihren Sitz in Hawaii] und an einem Ort, der von unserem Lieferanten problemlos gefüllt werden kann, aber auch neben unserem CO2-Rückgewinnungssystem.“

AirGas Oahu ist der CO2-Lieferant von Maui Brewing. Typischerweise haben Brauereien mehrere Gaslieferanten zur Auswahl, aber der Standort Hawaii schränkt die CO2-Lieferkette noch mehr ein. Aus diesem Grund verwendet Maui Brewing in bestimmten Anwendungen ein CO2-Rückgewinnungssystem und alternative Gase (mehr dazu in den Teilen 4 und 5 von The CO2 Shortage). Maui hatte im Jahr 2021 ein Produktionsvolumen von 65.000 Barrel und das Unternehmen ist bis auf 2020 jedes Jahr gewachsen, sodass es ständig mehr CO2 oder eine Alternative benötigt.

„Wenn wir auf einer Insel produzieren, ist unser CO2-Vorrat immer begrenzt“, sagte Brisson-Lutz. „Deshalb haben wir in ein System investiert und werden es auch weiterhin tun, um die Abhängigkeit, die wir von unseren Lieferanten haben, auszugleichen. Wir verfügen über ein CO2-Rückgewinnungssystem und werden eine neue Technologie namens AirCapture installieren, um auch CO2 für unsere Anlage zu produzieren.“

In Folge 4 von „The CO2 Shortage“ besprechen wir CO2-Rückgewinnungssysteme. Wenn Sie jedoch erfahren möchten, wie viel CO2 Sie in Ihrer Brauerei zurückgewinnen könnten, fahren Sie mit der Seitenleiste „The Last Word“ weiter unten fort. Im dritten Teil des Buches „CO2-Knappheit“ gehe ich auf Best Practices für den Einsatz von CO2 in verschiedenen Anwendungen rund um die Brauerei ein und gebe Tipps zu Verträgen und Liefervereinbarungen. Schalten Sie morgen ein!

Klicken Sie hier, um weitere Artikel zum Thema CO2-Mangel zu sehen.

Ungefähr 70 % des in den USA produzierten CO2 werden für Lebensmittel und Getränke verwendet. Erhalten Sie mit unserem CO2-Einsparungsrechner Einblick, wie das in Ihrem Unternehmen erzeugte Kohlendioxid recycelt und wiederverwendet werden kann. Nehmen Sie noch heute an der 7-Fragen-Bewertung teil 👇https://t.co/PMenQWTyku pic.twitter.com/CoNw6eKRs3

Als Reaktion auf die weltweite CO2-Knappheit, die sich auf die Getränke- und Lebensmittelindustrie auswirkt, kündigte Night Shift Brewing aus Massachusetts an, dass es größtenteils auf Vertragsbrauen umsteigt. Das ist eine Lösung, aber es gibt auch andere.

Tatsächlich gibt es Möglichkeiten, Kohlendioxid in einer Brauerei abzufangen, etwa mit einem CO2-Rückgewinnungssystem. Ich sage es gleich vorweg: Diese Art von Ausrüstung ist nicht billig. In dieser Ausgabe von Unfiltered führten Craft-Brauer an, dass diese Rückgewinnungssysteme leicht 70.000 bis 120.000 US-Dollar kosten können. Das ist viel Geld, aber die CO2-Knappheit macht diese Systeme attraktiver. Wie?

Finden Sie zunächst heraus, wie viel Geld und CO2 Sie sparen könnten. FuelCell Energy Inc. – ein weltweit führender Hersteller von stationären Brennstoffzellen-Energieplattformen zur Dekarbonisierung von Strom – kündigte kürzlich einen neuen Rechner für CO2-Einsparungen für Unternehmen an, die einen besseren Einblick in die Auswirkungen des durch ihren Betrieb erzeugten Kohlendioxids auf Scope-1- und Scope-2-Emissionen erhalten möchten recycelt und in ihrem Unternehmen wiederverwendet werden. Dieser Ansatz bietet eine Alternative zum Kauf von CO2, das häufig aus viel umweltschädlicheren Quellen wie Ethanolanlagen stammt, und kann dazu beitragen, das Geschäftsrisiko schnell steigender CO2-Preise und einer Angebotsknappheit zu vermeiden.

Obwohl die skalierbaren CO2-Abscheidungslösungen von FuelCell Energy ziemlich umfangreich und erstklassig sind, kann dieser CO2-Rechner von jedem verwendet werden. Stellen Sie einfach sicher, dass Sie einige Informationen haben, z. B. Ihren Stromtarif und wie viel Sie derzeit für CO2 bezahlen. Erfahren Sie hier mehr über Brennstoffzellen-Energiealternativen.